脉冲响应测量数据的应用

*翻译自Smaart7 Impulse Response Measurement and Analysis Guide

                                                翻译：周强生

    译者按：话接上回，我们跟大家介绍了什么是脉冲响应以及房间声学脉冲响应所包含信息的剖析（此处可有链接到上篇文章）。

那么问题来了，我能拿脉冲响应的测量数据做什么呢？

延时测量（Delay Time Measurement）

脉冲响应测量在Smaart中的最常见的应用是在传输函数测量模式下用于测量延时时间，并依此将参考信号与测量信号进行同步，以及寻找不同音箱系统之间的延时已进行同步。在Smaart中，每次点击一次Delay Locator（延时探测），软件会自动后台运行脉冲响应测量。这种情况下，我们真正关心的是直达声的到达时间，典型的直达声都非常明显而易于辨认，即便是在脉冲响应测量信噪比很差的时候，软件会毫不犹豫地显示该测量结果。Smaart只是采用简单的方法，扫描到测量信号的最高峰值并认定其为最早到达的声音，这在绝大多数时候都非常奏效。

有些情况下自动延时测量会出现测量误差，包括对于低频设备的测量，和（测试话筒）在偏轴较大角度时测量有明显指向性的全频系统，在这些测量位置上，突出的反射声能量在高频段可能占据主导。此时，反射声的高频能量可能会大于直达声能量峰值，这时需要测量者观察脉冲响应数据并找到最早到达的声音。 

反射分析（Reflection Analysis）

脉冲响应测量的另一常见应用，是用于评估有害离散反射的影响。反射声对于听音者对声音音质及语言可懂度的感知会造成有利或者有害的影响，这取决于诸多因素。这些因素包括节目素材（通常来说有语言类的和音乐类），反射声的到达时间，以及反射声相对于直达声的整体声压，反射声的频率成分和以及反射声的来源方向。总体的规律是，反射声相对于直达声的声压越大、到达时间越晚就越可能成为听音的不利因素。

混响时间 Reverberation Time （T60,RT60）

混响时间可以说是诸多声学参数的祖师爷。混响时间T60或RT60，最初由沃特•赛宾（Walter Sabine）在100多年前提出，是指在激励信号停止之后，一个房间的混响声衰减60dB所需要的时间。他是最广为使用（也可能是被最广为误用的）的房间声学参数之一。即便是两个混响时间相同的房间，也很有可能听起来大不相同，这是因为对于任一给定空间，对其混响的分频段分析才能让我们更了解它的全面特性。在音乐厅中欣赏音乐会时，混响时间会影响我们对音乐的温暖感和空间感的感知。而对于礼堂之类的地方，它可以用来粗略估计语言可懂度。 

图一：直达声、早期反射、后期反射示意。图片来源于网络，非原文配图。

早期衰减时间 Early Decay Time （EDT）

    早期衰减时间是指直达声与最先到达、最低阶的反射声的衰减时间。由于最早的反射声对于听音者从混响声与背景噪音中辨别出源声音是最有利的。EDT能够给我们提供评估房间和/或系统整体清晰度和可懂度的一些线索。与RT60类似，EDT传统上定义为在所测量的衰减速率下，系统衰减60dB所需的时间。 

图二：反映不同频率的混响衰减特性的瀑布图。图片来源于网络，非原本配图。

早后期能量比  Early-to-late energy ratios

早后期能量比是指直达声及其后特定时间前到达的声能量之和与该时间点之后到达的声能量的比值。相对于采用早期衰减与混响衰减速度来推测的方法，这一指标提供了更为直接的方式来评估对于听音者有益的直达声与早期反射声能量和（可能对听音不利的）混响声与噪音的能量关系。

语言可懂度模拟 Speech Intelligibility Modeling

    早后期能量比，如C35和C50，长久以来都是用于考察主观的语言可懂度的一个可测量的客观指标。在1970年代，Victor Peutz提出用辅音清晰度损失（Articulation Loss of Consonants，或ALCons）作为考察语言可懂度的指标，这一指标是基于房间容积、混响时间、扬声器的指向型以及声源到听音者距离这些参数计算得来。后来，Peutz对计算公式进行了修正，采用直达声-混响声能量比来取代房间容积、听音距离、音箱Q值这些参数，从而使得ALCons成为一个直接可测量的指标。而在后来的时间里，语言传输指数（Speech Transmission Indexs，STI或STIPA）成为更为通用的一项指标。而上述这些指标或参数都可以由系统的脉冲响应测量数据计算得来。